2016年物理真题分类汇编——选修3-3 热学

[2016上海12].如图，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通。若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则

H 2HH（C）h= （D）

22（A）h=H （B）h<【答案】B

【解析】据题意，原来A、B管内的水银高度相同，有PA?P0；B管下移后，设A管水银下移高度为h，B管内水银末位置高度如图所示，A、B管内末位置水银高度差为h1，则B管内水银原、末位置高度差为：h?h1；可以计算B管下降的高度为：H?2h?h1，此时由于A管内水银下降，A管内气体体积增加，压强减小，即PA?P0，此时有：PA?Ph1?P0，

''PA'?P0HH?，由于PA'?P0，所以h?，计算得P??g(H?2h)?P0，最后有：h??g22'A故选项B正确。

[2016上海17].某气体的摩尔质量为M，分子质量为m 。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位体积分子数为（阿伏伽德罗常数为NA） (A)

NAMρNAρNA (B) (C) (D) VmmVmMm【答案】ABC

[2016上海29].（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时，用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。

（1）管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 K。

（2）若气柱初始长度大于0.3m，该温度计能测量的最高温度将 （选填：“增大”，“不变”或“减小”）。

（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将 （选填：“偏高”，“不变”或“偏低”）。

【答案】（1）0.1；360 （2）减小（3）偏低

【解析】（1）、由于轻质管可以绕O点转动，通过力矩关系有：设水银长度的一半为x，封闭气体长度为l，FL??gsx(l?x)，研究气体长度为0.3m和0.35m两个位置，可以计算

出

水

银

长

度

为

：

2x?0.1m；为保

[2016上海30] .（10分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为

上下两部分A和B，上下两部分气体初温度相等，且体积VA＞VB。

（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？ 某同学解答如下： 设两部分气体压强不变，由

V1V2?T?，…，?V?V，…，所以水银柱将向下移动。 T1T2T上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。

（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。

【答案】（1）不正确 水银柱向上移动 （2）ΔpA=ΔpB

【解析】（1）不正确。

水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不变，由压强变化判断移动方向。

正确解法：设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得

pp? ?TT?ΔTΔp?p??p?ΔTp T因为ΔT?0，pA

[2016北京20]雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。

据此材料，以下叙述正确的是

A、PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物 B、PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力 C、PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动 D、PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大 【答案】C

考点：考查了布朗运动

[2016理综I-33] [物理——选修3-3]（15分） （1）（5分）关于热力学定律，下列说法正确的是__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A．气体吸热后温度一定升高 B．对气体做功可以改变其内能 C．理想气体等压膨胀过程一定放热

D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

BDE

【解析】气体内能的改变?U?Q?W，故对气体做功可改变气体内能，B选项正确；气体

吸热为Q，但不确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，W?0，由理想气体状态方程PV?nRT，P不变，V增大，气体温度升高，内能增大。由?U?Q?W，气体过程中一定吸热，C选项错误；由热力学第二定律，D选项正确；根据平衡性质，E选项正确；

【考点】理想气体状态方程，热力学第一定律，热力学第二定律，热平衡的理解。 【难点】 等压膨胀气体温度升高，内能增大；气体又

对外做功，所以气体一定吸热。

[2016理综I-33] [物理——选修3-3]（2）（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差?p与气泡半径r之间的关系为?p?2?，其中??0.070N/m。r现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0?1.0?105Pa，水的密度??1.0?103kg/m3，重力加速度大小g?10m/s2。 (i)求在水下10m处气泡内外的压强差；